JP2010507506A - 水への浸漬前に溶解耐性を有する水溶性基材 - Google Patents

Abstract

水溶性基材、より具体的には、少量の水への接触に対して耐性を有する水溶性基材、及びその製造方法が開示される。水溶性基材よりも水溶性に劣る粒子形態のコーティングが、水溶性基材の少なくとも１つの表面に塗布され、かつ水溶性基材の少なくとも１つの表面を実質的に被覆する。水溶性基材に対するコーティングの重量比は、０．８超である。水溶性基材から製造されるパウチのような物品もまた本明細書に開示される。

Description

本発明は、水溶性基材、より具体的には水への浸漬前に溶解耐性が改善された水溶性基材、及びその製造方法に関する。本発明はまた、水溶性基材から製造される、パウチのような物品にも関する。

水溶性基材は、包装材料としての使用に幅広い支持を得ている。包装材料としては、フィルム、シート、吹き込み又は成形中空体（即ち、サッシェ、パウチ、及びタブレット）、瓶、容器等が挙げられる。水溶性基材をサッシェ及びパウチなどの特定のタイプのこれら物品の調製に使用すると、少量の水や高湿度に曝露した場合、漏洩及び／又はベタツキの発生が多い。これにより、それらをその中に収容された組成物の包装及び保存に使用するのは不適当となり得る。

水溶性パウチに対する消費者の最も一般的な不満は、水溶性パウチが偶然少量の水にさらされたとき、例えば、パウチが販売され、購入された後、保管中に濡れた手、高湿度、水漏れする流し台、又はパイプから、外部包装の内部に水が入ると、望ましくないパウチの溶解につながることである。これにより、水溶性パウチは、使用前に漏れたり及び／又は互いに貼り付いたりする場合がある。２番目のよくある不満は、使用の際に水溶性パウチが完全に溶解しないことである。このように、水溶性基材、及びサッシェやパウチのようなそれらの基材から製造された物品で、少量の水の曝露に対する改善された溶解耐性を有し、それにもかかわらず、すすぎ水及び／又は洗浄水などの水溶液に浸漬されたときに非常に素早く溶解できる物品に関して未達成の需要が依然として存在する。

使用する際の溶解を改善するためだけではなく、水溶性基材及びそれらの基材から製造された物品を更に低いコストで製造するために、水溶性基材の厚さを減らす傾向もある。しかし、水溶性基材が薄くなるに従って、それらの溶解耐性は低下する。

当該技術分野においては、水溶性基材の溶解を遅らせるための各種の方法が既知である。典型的には、これらの方法は、水溶性基材を非水溶性材料でコーティングする工程を含む。米国特許第６，５０９，０７２号には、バリアコーティングを含む水溶性基材が記載されている。バリアコーティングは、水溶性基材上に連続フィルムを形成する高分子フィルムである。別のバリアコーティングの例が、花王株式会社（Kao Corporation）に譲渡された国際公開第０１／２３４６０号に記載されており、水溶性基材の表面は、粒子状又は繊維状の非水溶性材料でコーティングされ、使用されている非水溶性材料の量は、１００重量部の水溶性フィルムに対し０．１〜８０重量部である。先行技術のこれらのバリアコーティングは少量塗布され、水溶性基材の厚さに対して比較的薄いものである。しかしながらこれらのコーティングは、偶発的な水との接触に曝露された後に十分な溶解耐性を有するこの基材を提供するためには十分ではない場合がある。これは、薄い水溶性基材が使用される場合に特に該当する。

米国特許第６，５０９，０７２号 国際公開第０１／２３４６０号

したがって、本発明の態様は、水溶性基材の厚さにかかわらず、水への浸漬前に改善された溶解耐性を有し、それにもかかわらず、その後のすすぎ水及び／又は洗浄水などの水溶液に浸漬されたときに非常に素早く溶解できる水溶性基材を提供することである。

本発明は、第１の表面、この第１の表面と反対側の第２の表面、及びこれらの第１の表面と第２の表面との間の厚さを含む水溶性基材に関し、この水溶性基材は、これらの第１の表面及び第２の表面の少なくとも１つに塗布されたコーティングを有し、かつこれらの第１の表面又は第２の表面の少なくとも１つを実質的に被覆し、水溶性基材に対するコーティングの重量比が０．８０超であることを特徴とするコーティングを有する。

本発明はまた、水溶性基材を含む物品、及び水溶性基材を製造する方法にも関する。

コーティングされていない水溶性基材の断面。 本発明による水溶性基材のある実施形態の断面。 本発明による水溶性基材の別の実施形態の断面。 本発明による水溶性基材を含む物品の断面図。 試験方法の略図。

本発明は、水溶性基材、より具体的には、水への浸漬前の溶解耐性が改善された水溶性基材、及びその製造方法に関する。本発明はまた、本明細書に記載する水溶性基材を含む物品にも関する。

水溶性基材
図１は、水溶性基材１０の断面を示す。水溶性基材１０は、第１の表面１２、第１の表面の反対側の第２の表面１４、及び第１の基材１２と第２の基材１４との間の厚さ１６を有する。水溶性基材１０は、フィルム、シート、又は発泡体の形態であることができ、織布及び不織布構造を含む。

水溶性基材はポリマー材料で製造され、本明細書において後に述べる２０ミクロンの最大孔径を有するガラスフィルタを使用する方法で測定したときに、少なくとも５０重量％の水溶解度を有する。好ましくは、基材の水溶解度は、少なくとも７５重量％、更により好ましくは少なくとも９５重量％である。

基材材料５０グラム±０．１グラムが事前秤量した４００ｍＬビーカーに添加され、２５℃の蒸留水２４５ｍＬ±１ｍＬが添加される。これを、６００ｒｐｍに設定された電磁攪拌器上で、３０分間激しく攪拌する。次に混合物を、上記で定義したような孔径（最大２０μ）を有する折り畳み定性焼結ガラスフィルターを通して濾過する。任意の従来の方法によって収集した濾液から水を蒸発させ、残った物質の重量を測定する（これが溶解画分である）。次いで、溶解度（％）を算出することができる。

典型的には、水溶性基材１０は、０．３３〜１，６６７グラム／平方メートル、好ましくは３３〜１６７グラム／平方メートルの坪量を有する。第１表面１２と第２表面１４との間の水溶性基材１０の厚さは、約０．７５μｍ〜約１，２５０μｍ、好ましくは約１０μｍ〜約２５０μｍ、より好ましくは約２５μｍ〜約１２５μｍの範囲であることができる。

基材材料として使用するのに適した好ましいポリマー、コポリマー又はその誘導体は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン、ポリアルキレンオキシド、アクリルアミド、アクリル酸、セルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、セルロースアミド、ポリビニルアセテート、ポリカルボン酸及び塩、ポリアミノ酸又はペプチド、ポリアミド、ポリアクリルアミド、マレイン酸／アクリル酸のコポリマー、デンプン及びゼラチンを含む多糖類、キサンタン（xanthum）及びカラガム（carragum）のような天然ガム、ポリアクリレート及び水溶性アクリレートコポリマー、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、デキストリン、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、マルトデキストリン、ポリメタクリレート、ポリビニルアルコールコポリマー、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、及びこれらの混合物から選択される。最も好ましいポリマーはポリビニルアルコールである。好ましくは、基材中のポリマー濃度は少なくとも６０％である。

市販の水溶性フィルムの例は、モノゾル（MonoSol LLC）（米国インディアナ州ゲーリー（Gary））から販売されている、商品照会名モノゾル（Monosol）Ｍ８６３０として知られるＰＶＡフィルム、及び対応する溶解度及び変形特質のＰＶＡフィルムである。本明細書で用いるのに適した他のフィルムとしては、アイセロ（Aicello）により供給される商品照会名ＰＴフィルム若しくはフィルムのＫ−シリーズとして既知のフィルム、又はクラレ（Kuraray）により供給されるＶＦ−ＨＰフィルムが挙げられる。

コーティング
コーティングは、水溶性基材１０の第１の表面１２又は第２の表面１４の少なくとも１つに塗布され、水溶性基材１０の第１の表面１２又は第２の表面１４の少なくとも１つを実質的に被覆する。コーティングは、水溶性であることができる。しかしながら、水溶性基材１０と同程度に水溶性ではない。コーティングの水溶性は、上述の方法に従って測定したときに、好ましくは７５重量％未満である。「実質的に被覆する」により、第１の表面１２又は第２の表面１４の少なくとも９５％、好ましくは少なくとも９９％、最も好ましくは１００％が、コーティングによって被覆されることを意味する。これは、偶発的な水との接触時、水が水溶性基材１０の第１の表面１２又は第２の表面１４に到達することができない、又はこれらの表面に到達する水の量が、水溶性基材１０を完全に溶解するには不十分であることを保証する。

コーティングは、水溶性基材に対するコーティングの重量比（即ち、コーティングの重量対水溶性基材の重量の比率）が０．８０超で塗布される。好ましくは、水溶性基材に対するコーティングの重量比は、少なくとも０．８５、より好ましくは少なくとも０．９０、更により好ましくは少なくとも１．００であり、この重量比は１００まで、好ましくは５０以下、より好ましくは２０以下、更により好ましくは１０以下にできる。このようなコーティングの量によって、コーティングされた基材を水浸させるときの溶解度に悪影響を与えることなく、偶発的な水との接触時に十分な溶解耐性を有する、より薄い水溶性基材１０を使用できるようになる。水溶性基材に対するコーティングの重量比の最も好ましい範囲は、０．８０〜１０、より好ましくは０．８５〜５、更により好ましくは０．９０〜３、更により好ましくは１〜２である。

理論に束縛されるものではないが、溶解耐性は、水溶性基材１０の厚さ又は溶解度のみに基づくものでも、コーティングの厚さ、溶解度又は適用範囲のみに基づくものでもないと考えられる。むしろ、複合基材、つまり、コーティングが塗布された水溶性基材１０の総合的な耐性、及びコーティングによって作製された使用可能な経路を通って、水が水溶性基材１０に到達するまでの時間が重要である。したがって、水溶性基材１０の厚さが薄い場合、コーティングされた基材に十分な溶解耐性をもたらすためには、水溶性基材１０に対するコーティングの重量比が高い必要がある。

下記のとおり、コーティングは各種の材料を含むことができ、各種の形態及び方法で塗布できる。

別の好ましい実施形態では、コーティング２０は非水溶性である。「非水溶性」とは、上述の方法に従って測定して、溶解度が５０重量％未満であることを意味する。好ましくはコーティングは、４０重量％未満、より好ましくは３０重量％未満、及び最も好ましくは１０重量％未満の水溶性を有する。非水溶性材料は、非水溶性無機材料又は非水溶性有機材料であってよい。

非水溶性無機材料は、ゼオライト、ベントナイト、タルク、雲母、カオリン、海泡石、シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン、無水ケイ酸、ヒドロキシカルシウムアパタイト、フタロシアニンブルー、ヘリンドンピンク、ハンザオレンジ、真珠光沢材料などであってよいが、ゼオライト、ベントナイト、タルク、雲母、カオリン、シリカ、酸化チタン、シリコーンなどが好ましい。

非水溶性有機材料は、セルロース及び／又はその誘導体、デンプン及び／又はそれらの誘導体、実殻及び／又はそれらの誘導体から選択される天然ポリマーであってよい。セルロース及び／又はその誘導体、並びにデンプンが好ましい。

図３は、溶性基材１０の実施形態体を示しており、コーティング２０は粒子２４の形態である。これらの粒子は、５００マイクロメートル以下、より好ましくは３００マイクロメートル以下、更により好ましくは０．０１〜３００マイクロメートルの平均直径を有する。非常に好ましい実施形態では、粒子２４はナノサイズの範囲にあり、平均粒径が０．０１〜１マイクロメートルである。水溶性基材１０をナノサイズの粒子でコーティングすると、コーティングが透明になるという効果を更に提供し、審美的に好ましい。

コーティング２０は、好ましくは可撓性である。印刷、シーティング、スリッティング、巻替え、及び他の典型的な加工作業のラインを経て水溶性基材１０を加工する際、又は水溶性基材１０を含むパウチなどの物品を製造する際、典型的には水溶性基材１０が伸長される。基材１０の特定の領域では、基材１０は２００％以上までにも伸長されてもよい。これによってコーティングが破断することがあり、このことによって水溶性基材１０の表面に水を接触させてしまうことがある。したがって、コーティング２０が可撓性であり、破断することなく伸長できることが好ましい。好ましくは、コーティング２０は、少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３０％、更により好ましくは少なくとも５０％、最も好ましくは１００％超かつ２００％まで破断することなく伸長できる。そのような可撓性コーティングの例は、アイディアル・プロダクツ（Ideal Products LLC）（インディアナ州プリマス（Plymouth））により販売されているＳａｎｉ−Ｔｒｅｄ Ｐｅｒｍａｆｌｅｘ（商標）、又はＨＭＧアメリカ（HMG America LLC）（パフォーマンス・コーティングス（Performance Coatings）、サウスカロライナ州ローバック（Roebuck））により販売されているＦｌｅｘｉｔｈａｎｅ（商標）という液体ポリウレタンコーティングである。可撓性コーティングの他の例は、低温で可撓性を持つ、ＪＣホイットニー社（JC Whitney Inc.）（イリノイ州シカゴ（Chicago））により販売されているアクリル系のディップコーティングである。これらのコーティングと前述のコーティングのいずれかとの組合せも使用してよい。

本発明によるコーティングは不透明であることができるが、好ましくは透明又は半透明である。また、触覚（触感）効果又は視覚効果（図形、漫画、ロゴ、ブランド、取扱説明など）など魅力的な効果をもたらすために、有色コーティング又は立体的コーティングであることも望ましい。

しかし、本発明による水溶性基材が水に浸漬されると（即ち、基材が設計された使用用途で、溶解することが必要とされる用途において）、そのコーティングは水接触に対して十分な耐性はなく、基材が急速に溶解することを確実にする。

図２に示される１つの好ましい実施形態では、コーティング２０は、高い加水分解度を有するＰＶＡを含む組成物を更に含む。コーティングに使用されるＰＶＡの加水分解度は、好ましくは９７％超である。ＰＶＡが水溶性基材に使用される場合、コーティングに使用されるＰＶＡは、好ましくはより高い加水分解度を有する。ＰＶＡは、ＰＶＡと他の水溶性ポリマー（上述の水溶性ポリマーなど）との混合物にすることができる。

任意成分
特定の用途では、基材の溶解速度（浸漬時）が上昇することが必要な場合がある。水溶性基材１０を水浸させたときの溶解を加速するため、崩壊剤がコーティングに添加されてもよい。崩壊剤が存在する場合、コーティング中の崩壊剤の量は、これらのコーティングの０．１〜３０重量％、好ましくは１〜１５重量％である。別の方法としては、崩壊剤はまた、水溶性基材１０のコーティングが塗布される表面と反対側の表面に塗布されてもよく、又は水溶性基材１０の両方の表面に塗布されてもよく、又は水溶性フィルム１０に組み込まれてもよく、あるいはそれらの任意の組合せでもよい。任意の適した崩壊剤を使用できる。本明細書に用いるのに好ましい崩壊剤は、トウモロコシ／ジャガイモデンプン、メチルセルロース／セルロース、鉱物質粘土粉末、クロスカルメロース（架橋セルロース）、クロスポビドン（crospovidine）（架橋ポリマー）、グリコール酸ナトリウムデンプン（架橋デンプン）である。

水溶性基材形成組成物及びそれから形成される水溶性基材１０はまた、１つ以上の添加剤又は補助剤成分を含むことができる。例えば、水溶性基材形成組成物及び水溶性基材１０は、可塑剤、潤滑剤、離型剤、充填剤、増量剤、ブロッキング防止剤、粘着性除去剤、消泡剤、又は他の機能成分を含有してよい。洗浄用組成物を含有する物品の場合、後者としては、洗浄水に送達される機能的洗剤添加物、例えば有機ポリマー分散剤、又は他の洗剤添加剤が挙げられる。

適した可塑剤としては、グリセロール、グリセリン、ジグリセリン、ヒドロキシプロピルグリセリン、ソルビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ポリエーテルポリオール、エタノールアミン、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。可塑剤は、水溶性基材１０の中に、約５重量％〜約３０重量％の範囲、又は約１２重量％〜約２０重量％の範囲の量などの任意の適した量で組み込まれることができる。

適した界面活性剤としては、非イオン性、カチオン性、アニオン性、及び双極性の部類を挙げてよい。適した界面活性剤としては、ポリオキシエチレン化ポリオキシプロピレングリコール、アルコールエトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、第三級アセチレングリコール及びアルカノールアミド（非イオン性物質）、ポリオキシエチレン化アミン、第四級アンモニウム塩、及び四級化されたポリオキシエチレン化アミン（カチオン性物質）、及びアミンオキシド、Ｎ−アルキルベタイン及びスルホベタイン（双極性物質）が挙げられるが、これらに限定されない。界面活性剤を、約０．０１重量％〜約１重量％の範囲、又は約０．１重量％〜約０．６重量％の範囲の量を含む、任意の適した量で水溶性基材１０に組み込むことができる。

適した潤滑剤／離型剤としては、脂肪酸及びそれらの塩、脂肪族アルコール、脂肪酸エステル、脂肪族アミン、脂肪族アミンアセテート、及び脂肪酸アミドが挙げられるが、これらに限定されない。潤滑剤／離型剤を、約０．０２重量％〜約１．５重量％の範囲、又は約０．０４重量％〜約０．１５重量％の範囲の量を含む、任意の適した量で水溶性基材１０に組み込むことができる。

適した充填剤、増量剤、ブロッキング防止剤、粘着性除去剤としては、デンプン、変性デンプン、架橋ポリビニルピロリドン、架橋セルロース、微結晶セルロース、シリカ、金属酸化物、炭酸カルシウム、タルク及び雲母が挙げられるが、これらに限定されない。充填剤、増量剤、消泡剤、粘着性除去剤は、水溶性基材１０の中に、約０．１重量％〜約２５重量％の範囲、好ましくは約１重量％〜約１５重量％の範囲の量などの任意の適した量で存在できる。デンプンの非存在下では、充填剤、増量剤、ブロッキング防止剤、粘着性除去剤が、約１重量％〜約５重量％の範囲で存在することが望ましい場合がある。

適した消泡剤としては、ポリジメチルシロキサン及び炭化水素のブレンドに基づくものが挙げられるが、これに限定されない。消泡剤は、水溶性基材１０の中に、約０．００１重量％〜約０．５重量％の範囲、好ましくは約０．０１重量％〜約０．１重量％の範囲の量などの任意の適した量で存在できる。

有益剤もまた、コーティングに組み込んでよい。このように、パウチのような物品を介して、製品又は物品内部の組成物と適合性のない有益剤を供給することが可能である。中空ガラスビーズ内部に組み込むことができる、又はガラスビーズの外面に適用することができる有益剤の例としては、洗浄剤、汚れ懸濁化剤、再付着防止剤、蛍光増白剤、漂白剤、酵素、香料組成物、漂白活性化剤及び前駆体、光沢剤、石鹸泡抑制剤、布地ケア組成物、表面保護組成物が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、複数層のコーティング材を塗布することによってコーティングが作製される場合、有益剤はコーティング層の間に適用されてよい。

水溶性基材形成組成物は材料を混合し、温度を約２１℃（約７０°Ｆ）から約９０℃（１９５°Ｆ）まで昇温しながら溶液が完成するまで攪拌することによって調製される。基材形成組成物は、任意の適した形態（例えば、フィルム又はシート）にしてよく、その後任意の適した製品（例えば、単一及び多区画のパウチ、サッシェ、バッグ等）を形成してよい。

水溶性基材の製造方法
本明細書に記載される水溶性基材１０を製造する方法の多数の非限定的実施形態が存在する。

一実施形態では、方法は、先に形成された水溶性基材１０を供給する工程、並びに、先に形成された水溶性基材１０の表面１２、１４の少なくとも１つにコーティング２０を塗布する工程を含む。

コーティング２０は、多数の異なる手法で、先に形成された水溶性基材１０に塗布することができる。１つの非限定的実施形態では、コーティング２０は、先に形成された水溶性基材１０の表面１２、１４の少なくとも１つに、粒子又は粉末の形態で塗布される。粒子又は粉末は、好ましくはジェットを介して又は静電容量的に水溶性基材１０に塗布される。ジェットの高速のために、いくらかの粒子又は粉末は基材に埋め込まれ、それによって結合剤を使用する必要が減少、又は解消されさえする。同様に、粒子が静電容量的に塗布されるとき、一般に結合剤は必要ではない。それでもなお、結合剤を使用してよい。結合剤は、粒子が塗布される前に、水溶性基材１０に最初に塗布されてもよい。又は、別の方法としては、結合剤は粒子と混合されてもよく、次に、その混合物が水溶性基材１０に添加される。

本発明の別の非限定的実施形態では、コーティング２０は、水溶性基材１０の表面１２、１４の少なくとも１つに塗布される溶液の形態で提供され、放置乾燥するようにされるか、又は乾燥プロセスを施される。溶液は、スプレー塗布、ナイフ塗布、ロッド塗布、キスロール塗布、スロット塗布、塗装塗布、印刷塗布及びこれらの組合せなどのあらゆるコーティング方法によってフィルム上に塗布することができる。本明細書に用いるには、印刷塗布が好ましい。印刷塗布は、よく確立された経済的なプロセスである。印刷塗布は、インク及び染料で通常行なわれ、模様と色を基材に付与するために使用されるが、本発明の場合には、印刷塗布は水溶性基材上に水溶性が小さい材料を付着するために使用される。あらゆる種類の印刷方法を使用することができ、輪転グラビア、石版印刷、フレキソ印刷、ポーラス及びスクリーン印刷、インクジェット印刷、凸版印刷、タンポグラフィー、並びにこれらの組合せが挙げられる。

これらの実施形態はまた、先に形成された水溶性基材１０にコーティング２０を塗布する前に、水溶性基材１０の表面１２、１４の少なくとも１つの少なくとも一部を湿潤させる工程を含んでもよい。水溶性基材１０の表面１２、１４の少なくとも１つの湿潤を使用して、基材１０の表面１２、１４の外部を少なくとも部分的に（つまり、基材の厚さの途中まで）溶解又は可溶化してよい。水溶性基材１０を、コーティングを基材に部分的に埋め込むために、任意の適した深さに少なくとも部分的に可溶化してよい。適した深さとしては、基材全体の厚さ１６の約１％〜約４０％又は約４５％、約１％〜約３０％、約１％〜約２０％、約１％〜約１５％、あるいは約１％〜約１０％が挙げられるが、これらに限定されない。次に、コーティング２０は、基材１０の表面１２、１４の少なくとも１つの部分的に溶解した部分に塗布される。これにより、コーティング２０が基材１０の表面１２、１４の外側部分に埋め込まれ、基材１０のより恒久的な部分となることが可能になる。次に、コーティング２０が埋め込まれた、基材１０の湿潤した表面１２、１４は乾燥するようにされる。方法のそのような実施形態はまた、基材１０の表面を拭う又はダスティングすることなどによって、水溶性基材１０が乾燥した後、その表面上に残っているコーティング２０のあらゆる遊離分又は過剰分の少なくとも一部を除去する工程を含んでもよい。

別の実施形態では、コーティング２０は、基材１０が製品の形に製造された後に、水溶性基材１０に添加することができる。例えば、水溶性基材１０が、組成物を収容する水溶性パウチを形成するのに使用される場合、水溶性パウチの表面の少なくとも一部の上で基材１０にコーティング２０を添加することができる。

方法の別の非限定的実施形態においては、コーティング２０は、複数の塗布工程で塗布される。第１コーティング層は、上記方法のいずれによっても水溶性基材に塗布され、所望により放置乾燥される。続いて、所望のコーティング厚さが得られるまで、１つ以上の追加のコーティング層を添加してよく、所望により放置乾燥される。このように、比較的厚いコーティングを薄い水溶性基材上に作製することができる。

方法の別の非限定的実施形態においては、コーティング層は別個に形成されてよく、その後、水溶性基材の表面に適用される。

水溶性パウチを製造する方法
本明細書に記載される水溶性基材１０から、水溶性基材１０がその中で包装材料として用いられるものが挙げられるが、これらに限定されない物品を形成することができる。かかる物品としては、水溶性パウチ、サッシェ、及び他の容器が挙げられるが、これらに限定されない。

本明細書に記載される水溶性基材１０を組み込む水溶性パウチ及び他のかかる容器を、当該技術分野において既知の任意の適した方式で製造することができる。水溶性基材１０は、それを最終製品に成形する前又は後のいずれかにおいて、改善された溶解耐性を備えることができる。いずれの場合も、特定の実施形態では、そのような物品を製造するとき、コーティングが塗布される基材１０の表面１２、１４が、物品の外面を形成することが望ましい。

水溶性パウチを製造するための多数のプロセスが存在する。これらとしては、垂直型充填シールプロセス、水平型充填シールプロセス、及び円形ドラム表面上の型内でのパウチ形成として当該技術分野において既知のプロセスが挙げられるが、これらに限定されない。垂直型充填シールプロセスでは、基材を折り畳むことにより垂直管を形成する。管の底末端部を封止し、開放型パウチを形成する。このパウチは、ヘッドスペースを考慮し、部分的に充填される。次いで、開放型パウチの最上部を共に封止してパウチを閉じ、次の開放型パウチを形成する。次いで、第１パウチが切断され、このプロセスを繰り返す。かかる方法で形成されたパウチは、通常は枕形状を有する。水平型充填シールプロセスは、一連の型をその中に有するダイを用いる。水平型充填シールプロセスでは、基材をダイの中に定置し、これらの型内で、これらの型内で開放型パウチを形成し、これらを次いで充填し、基材の別の層により被覆し、封止することができる。第３プロセス（円形ドラム表面上の型内でのパウチの形成）では、基材はドラムの上を循環し、ポケットを形成し、これは充填機の下を通過して開放型ポケットを充填する。充填及び封止を、ドラムにより描かれる円の最高点（最上部）において行ない、例えば典型的には、充填を回転ドラムが下向きの円運動を始める直前に、及び封止をドラムがその下向きの運動を始めた直後に行う。

開放型パウチを形成する工程を伴うプロセスのいずれにおいても、基材を初めに、熱形成、真空形成、又は両方を用いて、開放型パウチの形状に、成形又は形成することができる。熱形成は、型に加熱要素を接触させる、又は熱い空気を吹き込む、又は加熱ランプを用いて型及び／若しくは基材を加熱するような、任意の既知の方法で熱を適用することによって、型及び／又は基材を加熱することを伴う。真空形成の場合には、基材を型の中に入れるのを助けるために、真空による補助を使用する。他の実施形態では、２つの技術を組合せてパウチを形成することができ、例えば基材を、真空形成によって開放型パウチに形成することができ、プロセスを促進するために熱を提供することができる。開放型パウチを、次にその中に収容される組成物で充填する。

充填された開放型パウチを次に閉鎖するが、これは任意の方法で行うことができる。水平型パウチ形成プロセスのような、幾つかの場合には、閉鎖を、水溶性基材のような第２材料又は基材を開放型パウチのウェブの上方及び上に連続的に供給し、次いで第１基材と第２基材を共に封止することにより行う。第２材料又は基材は、本明細書に記載される水溶性基材１０を含むことができる。コーティングが上に適用される第２の基材の表面は、パウチの外面を形成するように配向されることが望ましいことがある。

かかるプロセスでは、第１及び第２基材を、典型的には、型の間、したがって隣接する型の中で形成されるパウチの間の領域において、封止する。封止を、任意の方法で行うことができる。封止の方法としては、熱封止、溶媒接着、及び溶媒又は湿潤封止が挙げられる。封止されたパウチのウェブを、次に、切断装置により切断することができ、この切断装置は、ウェブ中のパウチを、別個のパウチに互いに切り離す。水溶性パウチを形成するプロセスは、米国特許出願第０９／９９４，５３３号、米国特許出願公開第２００２／０１６９０９２ Ａ１号（カトリン（Catlin）らの名前により公開）に更に記載されている。

製造物品
図４に示されるように、本発明は、製品組成物４０及び製品組成物を保持するためのパウチ、サッシェ、カプセル、バッグ等のような容器３０に形成されてもよい水溶性基材１０を含む物品も含む。コーティング２０が塗布された水溶性基材１０の表面は、容器３０の外面を形成するのに使用されてもよい。水溶性基材１０は、製品組成物４０の単位用量を提供する、容器３０の少なくとも一部を形成し得る。

簡略化のため、本明細書において関心のある物品は、水溶性パウチの観点で記載されるが、本明細書における論議はまた他の種類の容器にも当てはまることが理解されるべきである。

前述の方法により形成されたパウチ３０は、水溶性パウチ３０の水への浸漬によるような、水溶性パウチ３０から組成物４０を放出することが望まれるまで、その中に収容される組成物４０を保持するために適した任意の形態及び形状であることができる。パウチ３０は、１つの区画又は２つ若しくはそれ以上の区画を含むことができる（つまり、パウチは多区画パウチであることができる）。ある実施形態では、水溶性パウチ３０は、ほぼ重なり合う関係にある２つ又はそれ以上の区画を有してよく、パウチ３０は、上方及び下方のほぼ対向する外壁、パウチ３０の側面を形成するスカート様の側壁、並びに異なる区画を互いに分離する１つ以上の内部隔壁を含む。パウチ３０内に収容される組成物４０が異なる形態又は構成成分を含む場合、組成物４０の異なる構成成分は、水溶性パウチ３０の異なる区画内に収容し得て、水溶性材料の障壁により互いに分離し得る。

パウチ又は他の容器３０は、洗濯洗剤組成物、自動食器洗い用洗剤組成物、硬質表面クリーナー、染み除去剤、布地強化剤及び／又は柔軟仕上げ剤、食品及び飲料、並びに少量の水との接触が早すぎるパウチの溶解、望ましくないパウチの漏れ及び／又は望ましくないパウチ間の粘着を生じさせる可能性がある新しい製品として、あるいはその中に使用するための、１つ以上の組成物４０の１回用量を含有してもよい。パウチ３０内の組成物４０は、液体、リキゲル（liquigel）、ゲル、ペースト、クリーム、固体、顆粒、粉末等が挙げられるが、これらに限定されない任意の適した形態であることができる。多区画パウチ３０の異なる区画を用いて、適合性のない成分を分離してよい。例えば、漂白剤と酵素を別の区画内に分離することが望ましい場合がある。多区画の実施形態の他の形態としては、液体含有区画と組合せた粉末含有区画を挙げてよい。多区画水溶性パウチの追加の実施例は、米国特許第６，６７０，３１４Ｂ２号（スミス（Smith）ら）に開示されている。

水溶性パウチ３０は、いかなる適した水溶液（温水又は冷水など）中に投入されてもよく、そうするとすぐに水溶性パウチ３０を形成している水溶性基材１０は溶解して、パウチの内容物を放出する。

本明細書に記載される水溶性基材１０はまた、コーティング製品及び他の物品に使用できる。そのような製品の非限定的な例は、洗濯洗剤タブレット又は自動食器洗浄用洗剤タブレットである。他の例としては、少量の水との接触が早すぎるパウチの溶解、望ましくない漏洩及び／又は望ましくない粘着を生み出す可能性がある食品及び飲料分類製品におけるコーティング製品が挙げられる。

偶発的な水との接触に対する水溶性基材の耐性を評価するために、ディゾルボ（Dissolvo LLC）（ペンシルバニア州クロイドン（Croydon））により基本等級Ｄ６０Ｓという商品名で販売されているセルローズ系（紙）基材などの水溶性基材上にＰＶＡフィルムを作製する。このフィルムは、ＰＶＡを４％含有する水溶液で紙基材をコーティングし、その後乾燥させることによって作製する。作製したＰＶＡフィルムは、約０．４４ｇｓｍの坪量及び約０．３３マイクロメートルの厚さを有する。

上記の手順に従って作製した第１のＰＶＡフィルム（Ａ）は、比較例として使用する。

上記の手順に従って作製した第２のＰＶＡフィルム（Ｂ）及び第３のＰＶＡフィルム（Ｃ）には、本発明による水溶性基材を製造するために更なるコーティングを施す。（紙基材と接触する面と反対側の）ＰＶＡフィルムの表面に、ＥＣ ００７００３としてＥＩＣから市販されている微粉化されたＰＴＦＥ粒子の水性懸濁液を塗布する。試料Ｂのコーティングは１５．９０ｇｓｍの坪量を有し、試料Ｃのコーティングは３０．１６ｇｓｍの坪量を有する。その結果、水溶性基材に対する低水溶性材料の比率は、それぞれ３６と６８になる。

図５に示されるように、各試料５０は、５．１ｃｍ（２インチ）の中空のプラスチック管５１の一方の開口端に取り付け、輪ゴム５２で固定する。２グラムの重り５３を管の内部に置く。試料を下向きに取り付けた管の位置を２．５ｃｍ（１インチ）下げ、ビーカー５４に入っている室温（２０〜２５℃）の水に浸す。時間は、紙が水位に達した時点から、重りが試料を通り抜けて落下した時点までを記録する。この時間は、「破断時間」として記録する。破断時間が長いほど、水に対する試料の耐性は高い。

比較のために、紙基材のみ（Ｄ）の試験も行う。

本明細書に開示されている寸法及び値は、列挙した正確な数値に厳しく限定されるものとして理解すべきではない。それよりむしろ、特に指定されない限り、こうした寸法はそれぞれ、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味するものとする。例えば、「４０ｍｍ」として開示した寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図したものである。

Claims (20)

1. 第１の表面（１２）、前記第１の表面（１２）と反対側の第２の表面（１４）、及び前記第１の表面と第２の表面との間の厚さ（１６）を含む水溶性基材（１０）であって、前記水溶性基材（１０）が、前記第１の表面（１２）又は第２の表面（１４）の少なくとも１つに塗布されたコーティングを有し、かつ前記第１の表面（１２）又は第２の表面（１４）の少なくとも１つを実質的に被覆し、
   水溶性基材（１０）に対するコーティング（２０）の重量比が０．８０超であり、前記コーティング（２０）が、非水溶性無機材料及び非水溶性有機材料から選択される粒子（２４）の形態であることを特徴とする、水溶性基材（１０）。
2. 水溶性基材（１０）に対するコーティング（２０）の重量比が、０．８０〜１００であることを特徴とする、請求項１に記載の水溶性基材（１０）。
3. 水溶性基材（１０）に対するコーティング（２０）の重量比が、０．８０〜１０であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の水溶性基材（１０）。
4. 水溶性基材（１０）に対するコーティング（２０）の重量比が、０．８５〜５であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水溶性基材（１０）。
5. 前記第１の表面（１２）と第２の表面（１４）との間の前記厚さ（１６）が、０．７５マイクロメートル〜１，２５０マイクロメートルであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水溶性基材（１０）。
6. 前記コーティング（２０）が、少なくとも９７％の加水分解度を有するポリビニルアルコールを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の水溶性基材（１０）。
7. 前記粒子（２４）が、天然ポリマーである非水溶性有機材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の水溶性基材（１０）。
8. 前記粒子（２４）が、５００マイクロメートル以下の平均直径を有することを特徴とする、請求項１に記載の水溶性基材（１０）。
9. 前記粒子（２４）が、０．０１〜１マイクロメートルの平均直径を有することを特徴とする、請求項１に記載の水溶性基材（１０）。
10. 前記コーティング（２０）が、少なくとも２０％伸長できる可撓性材料を更に含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の水溶性基材（１０）。
11. 前記コーティング（２０）が、前記第１の表面（１２）及び第２の表面（１４）の両方に塗布され、かつ前記第１の表面（１２）及び第２の表面（１４）の両方を実質的に被覆することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の水溶性基材（１０）。
12. 前記コーティング（２０）が、透明又は半透明であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の水溶性基材（１０）。
13. 前記コーティング（２０）が、有色又は立体的であり、好ましくは図形、漫画、ロゴ、ブランド、取扱説明又はそれらの任意の組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の水溶性基材（１０）。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の水溶性基材（１０）であって、
    前記コーティング（１０）が崩壊剤を更に含み、
    該崩壊剤が、
    −前記コーティング（２０）に添加される場所、
    −前記コーティング（２０）が塗布される表面に対向する、前記水溶性基材（１０）の表面に塗布される場所、
    −前記水溶性基材（１０）に組み込まれる場所、
    −又はそれらの任意の組み合わせである場所、
    からなる群から選択される場所に塗布されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の水溶性基材（１０）。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の前記水溶性基材（１０）を含む物品（３０）であって、該物品に塗布された前記コーティング（２０）を有する前記第１の表面（１２）及び第２の表面（１４）の少なくとも１つが、前記物品（３０）の外面を形成することを特徴とする、物品（３０）。
16. 前記水溶性基材（１０）が、製品組成物を含む容器の少なくとも一部を形成することを特徴とする、請求項１５に記載の物品（３０）。
17. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の水溶性基材（１０）の製造方法であって、前記水溶性基材（１０）が第１の表面（１２）及び第２の表面（１４）を含み、前記方法が、前記第１の表面（１２）及び第２の表面（１４）の少なくとも１つにコーティング（２０）が塗布され、かつ前記第１の表面（１２）及び第２の表面（１４）の少なくとも１つを実質的に被覆する工程を含み、
    水溶性基材（１０）に対するコーティング（２０）の重量比が０．８０超であり、前記コーティング（２０）が粒子（２４）の形態であることを特徴とする、方法。
18. 前記コーティング（２０）が、ジェットを介して、又は静電気的に前記水溶性基材（１０）に塗布されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
19. 前記コーティング（２０）が、吹付塗布、ナイフ塗布、ロッド塗布、キスロール塗布、スロット塗布、塗装塗布、印刷塗布及びそれらの組合せから選択されるコーティングプロセスで前記水溶性基材（１０）に塗布されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
20. ａ．第１コーティング層が、水溶性基材（１０）に塗布され、
    ｂ．前記第１コーティング層が、所望により放置乾燥される又は乾燥プロセスを施され、
    ｃ．第２コーティング層及び所望により更なるコーティング層（２０）が、前記第１コーティング層に塗布され、
    ｄ．前記第２コーティング層及び所望により更なるコーティング層が、次の層が塗布される前に、所望により放置乾燥される又は乾燥プロセスを施されることを特徴とする、
    請求項１７に記載の方法。

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